Liberação termicamente desencadeada de uma máquina de edição de genoma por nanopartículas de ouro modificadas para terapia de tumor
p Crédito:Wiley
p A edição de genes é um dos tópicos mais importantes na pesquisa do câncer. Uma equipe de pesquisa chinesa desenvolveu agora um veículo multifuncional baseado em nanopartículas de ouro para transportar a "tesoura do gene" para o genoma da célula tumoral. Como os autores relatam no jornal
Angewandte Chemie , seu transporte não viral e plataforma de liberação de sistemas de edição de genes tem a vantagem adicional de combinar a terapia do câncer hipertérmico com a modificação genética. p Desde sua descoberta em 2002, a estratégia de defesa antiviral bacteriana CRISPR-Cas9 surgiu como uma das abordagens de engenharia de genoma mais populares com amplas aplicações nos campos da biologia molecular e biomedicina. Usando o sistema CRISPR-Cas9, um gene alvo pode ser editado, nocauteado, ou inserido em células eucarióticas de uma maneira relativamente simples e conveniente. Contudo, um de seus pontos fracos é seu tamanho, que exige o uso de veículos não virais específicos para entregar o grande plasmídeo ao núcleo. Combinando formulações de lipídios estabelecidas com nanopartículas de ouro, Wenfu Zheng e seus colegas do National Center for NanoScience and Technology, Pequim, China, em cooperação com cientistas médicos no Japão e na China, encontraram e testaram uma ferramenta multifuncional baseada em componentes simples que efetivamente distribuem e liberam o sistema CRISPR-Cas9 em tumores. A irradiação a laser foi usada para desmontar o veículo de nanogold de lipídio após sua entrada nas células tumorais e permitir a edição do gene CRISPR-Cas9. O nocaute do gene alvo levou então à apoptose e à inibição do crescimento do tumor.
p Nanopartículas de ouro são transportadores especialmente atraentes para várias moléculas biológicas devido à sua fácil modificação, estabilidade, e resposta à irradiação de luz. Para convertê-los em um veículo de transporte e entrega biológico versátil, os cientistas primeiro anexaram os peptídeos Tat - que facilitam o cruzamento da membrana do núcleo da célula - às nanopartículas de ouro. Então, o plasmídeo CRISPR-Cas9 contendo o RNA direcionado ao gene Plk-1 - o nocaute que prejudicaria gravemente a função das células tumorais - foi anexado aos peptídeos Tat por meio de interações eletrostáticas para que liberassem sua carga logo após entrar no núcleo. Finalmente, o sistema nanoparticular foi revestido com uma formulação de lipídios para melhorar a absorção celular.
p Para testar o sistema, células e camundongos portadores de tumor foram administrados com o veículo nanogold portador de plasmídeo CRISPR-Cas9, e a liberação da máquina de edição de genes foi desencadeada por um laser. "Neste estudo, a irradiação de luz causou a liberação do peptídeo Tat das nanopartículas de ouro de uma maneira dependente do tempo e da intensidade do laser, "explicaram os autores. Outras abordagens também são possíveis, como eles apontaram:como as nanopartículas de ouro aquecem com a irradiação, eles próprios poderiam servir como agentes termoterapêuticos. Resumindo, este projeto relativamente simples envolvendo nanopartículas de ouro, peptídeos, e os lipídios reunidos em um sofisticado sistema de transporte / liberação multifuncional podem servir como uma plataforma de distribuição multifuncional para vários aspectos da terapia gênica.